KR101917868B1 - 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 및 그의 제조방법, 그를 이용한 폴리에스테르 섬유 - Google Patents

냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 및 그의 제조방법, 그를 이용한 폴리에스테르 섬유 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1구간, 제2구간, 제3구간, 제4구간, 제5구간으로 구분된 압출기를 통해 제조되는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법에 있어서, 상기 제1구간은 일반 폴리에스테르 칩을 투입하고 100~150℃로 가열하면서 8~15초의 통과시간으로 통과되고, 상기 제2구간은 150~200℃로 가열하면서 3~6초의 통과시간으로 통과하여 폴리에스테르를 용융시키는 용융단계; 상기 제3구간은 실리콘카바이드(SiC)가 투입되고, 200~240℃로 가열하면서 2~4초의 통과시간으로 통과하는 실리콘카바이드 투입단계; 상기 제4구간에서 산화아연(ZnO)이 투입되고, 240~270℃ 가열하면서 1~3초의 통과시간으로 통과하는 산화아연 투입단계; 및 상기 제5구간에서 270~290℃로 가열하면서 냉감 물질인 실리콘카바이드 및 산화아연이 함유된 폴리에스테르를 압출시키는 압출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 및 그의 제조방법, 그를 이용한 폴리에스테르 섬유{POLYESTER CHIP HAVING COOLING MATERIAL AND PREPARATION METHOD THEREOF, POLYESTER FIBER USING THE SAME}
본 발명은 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 및 그의 제조방법, 그를 이용한 폴리에스테르 섬유에 관한 것으로 냉감 물질이 균일하게 고함량 함유된 폴리에스테르 칩 및 그를 이용한 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다.
생활수준이 향상되면서 기존의 의류 개념을 넘어서 인체를 더욱 편안하게 하고 쾌적하게 하면서 외관상 심미적 기능을 갖는 기능성을 갖는 의류를 생산할 수 있는 원단의 출현이 기대되고 있으며, 섬유제조업체에서도 이와 같은 시장의 요구에 앞서 더 향상된 기능의 원사 및 원단을 출시하고 있다.
최근 합성섬유의 고기능화는 천연섬유의 취약점을 보완하는 물성의 개선과 동시에 합성섬유의 장점을 극대화시키는 방향으로 전개가 되고 있다. 그 대표적인 기능성 소재로는 흡한속건, 제전, 자외선 차단, 냉감, 항균, 소취 등의 기능이 부여된 직물 및 이의 이차적 섬유제품 등이다.
통상적으로 합성섬유에 기능성을 부여하기 위한 방법으로는 기능성 물질이 함유된 고분자 칩을 제조한 후, 기능성 물질이 함유된 고분자 칩과 일반적인 고분자 칩을 혼합하여 섬유화시켜 섬유에 기능성을 부여하고 있다.
대한민국 공개특허 제1998-033438호는 소취성 및 항균성이 우수한 폴리에스테르 섬유의 제조방법으로 항균·소취 기능을 가지면서 원적외선을 방사하는 맥반석의 미립자를 함유하는 폴리에스테르 칩을 제조한 후, 일반 폴리에스테르 칩과 혼합하여 방사공정을 통해 항균·소취 기능을 가지는 폴리에스테르 섬유에 대해 개시되어 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제0481358호에서는 항균 및 소취성을 갖는 금속이온을 지닌 제올라이트계 무기입자를 함유하는 마스터 배치 칩을 일반 폴리에스터칩과 일정 비율로 혼합시켜서 방사하여 섬유로 제조하는 방법이 개시되어 있다.
상기와 같이 종래기술에서 기능성 물질이 함유된 고분자 칩은 압출기(Extruder)에 기능성 물질과 일반 고분자 칩을 투입하여 압출기 내부에서 혼합시킨 후 압출하여 스트랜드(strand)로 형성시키고 절단하여 펠럿(pellet) 형태로 제조한다.
상기와 같이 제조되는 기능성 물질이 함유된 고분자 칩은 기능성 물질이 균일하게 함유되는 것이 매우 중요하며, 섬유제조시의 경제성 및 공정성을 위해 기능성 물질이 고함량 함유되는 것이 바람직하다.
그러나, 기능성 물질을 고분자 칩에 고함량 함유시킬 경우 칩에 함유되는 기능성 물질을 균일하게 함유시키기 어려운 문제가 있었다.
또한, 냉감성 합성섬유는 소광제로 사용되는 이산화티탄(TiO2)을 과량 투입하거나, 자일리톨을 비롯하여 에리스리톨, 스쿠알렌, 실크단백질 및 모노글리세라이드를 혼합하여 냉감조성물을 완성하여 여기에 은사 또는 은사합사 혼방직편물을 침지시켜 냉감기능을 부여하게 하는 기술이 개발되었다.
대한민국 등록특허 제1339949호는 섬유원단에 자일리톨이 함유되 냉감 조성물을 후가공을 통해 부착시켜 냉감 기능성을 높인 원단이 개시되어 있다.
그러나 상기 기술은 냉감성을 부여하기 위해 사용되는 냉감조성물이 섬유원단에 함유되는 경우 고착이 잘 이루어 지지 않아 반복적인 세탁을 거치게 되면 냉감 기능이 사라져 지속적인 냉감 기능을 기대하기가 어렵다는 한계로 열전도성이 높은 무기물을 함유한 수지로 이루어지는 섬유나 섬유원단 표면에 도포한 섬유제품이 개발되었으나, 열전도성이 높은 무기물을 함유한 수지를 통해 섬유 제조시 열전도성이 높은 무기물이 섬유 내부에 형성되어 냉감효과가 크지 않으며, 섬유원단 표면에 도포한 섬유제품은 촉감이 뻣뻣하여 의류용의 사용이 쉽지 않은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 폴리에스테르 칩에 냉감성 물질을 균일하면서도 고함량 함유시킬 수 있는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기의 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법으로 폴리에스테르 칩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩을 이용한 냉감 기능성이 우수한 폴리에스테르 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 제1구간, 제2구간, 제3구간, 제4구간, 제5구간으로 구분된 압출기를 통해 제조되는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법에 있어서, 상기 제1구간은 일반 폴리에스테르 칩을 투입하고 100~150℃로 가열하면서 8~15초의 통과시간으로 통과되고, 상기 제2구간은 150~200℃로 가열하면서 3~6초의 통과시간으로 통과하여 폴리에스테르를 용융시키는 용융단계; 상기 제3구간은 실리콘카바이드(SiC)가 투입되고, 200~240℃로 가열하면서 2~4초의 통과시간으로 통과하는 실리콘카바이드 투입단계; 상기 제4구간에서 산화아연(ZnO)이 투입되고, 240~270℃ 가열하면서 1~3초의 통과시간으로 통과하는 산화아연 투입단계; 및 상기 제5구간에서 270~290℃로 가열하면서 냉감 물질인 실리콘카바이드 및 산화아연이 함유된 폴리에스테르를 압출시키는 압출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 냉감 물질은 30wt%이상 함유되는 것을 특징으로 하는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 냉감 물질은 50~80wt% 함유되는 것을 특징으로 하는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 실리콘카바이드 및 산화아연은 중량비 1.0:0.01~1.0의 혼합비로 함유되는 것을 특징으로 하는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법을 제공한다.
또한, 상기의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩을 제공한다.
또한, 상기 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩을 사용하여 형성되는 냉감 기능성을 가지는 폴리에스테스 섬유를 제공한다.
또한, 상기 폴리에스테스 섬유는, 고유점도 0.45~0.50dl/g인 제1 폴리에스테르 수지와 고유점도 0.65~0.70dl/g인 제2 폴리에스테르 수지가 혼합되어 폴리에스테르 섬유로 형성되되, 상기 제1 폴리에스테르 수지에는 실리콘카바이드(SiC), 산화아연(ZnO)이 함유되고, 상기 제1 폴리에스테르 수지 또는 제2 폴리에스테르 수지에는 이산화티타늄(TiO2)이 함유되는 것을 특징으로 하는 냉감 기능성을 가지는 폴리에스테스 섬유를 제공한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법은 냉감 물질인 실리콘카바이드 및 산화아연을 비중에 따라 투입되는 시기를 조절하여 냉감 물질의 함량이 균일한 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩을 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 냉감 물질의 함량이 균일하면서도 함량이 50wt% 이상의 고함량의 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩을 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 냉감 기능성을 가지는 폴리에스테스 섬유는 고유점도가 다른 2종류의 폴리에스테르 수지를 사용하여 실리콘카바이드(SiC), 산화아연(ZnO)를 함유하는 저점도 폴리에스테르 수지가 섬유 형성시 섬유 표면에 위치하도록 형성하여 높은 내감 기능성을 가지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법의 공정도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩을 제조하는 압출기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 냉감 기능성을 가지는 폴리에스테스 섬유의 일실시 형태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 냉감 기능성을 가지는 폴리에스테스 섬유의 또 다른실시 형태를 나타낸 단면도이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법의 공정도를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩을 제조하는 압출기를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 냉감 기능성을 가지는 폴리에스테스 섬유의 일실시 형태를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 냉감 기능성을 가지는 폴리에스테스 섬유의 또 다른실시 형태를 나타낸 단면도이다.
본 발명은 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법에 관한 것으로 열전도성이 우수한 무기물인 실리콘카바이드(SiC), 산화아연(ZnO)을 냉감 물질로 사용하여 도 1에서와 같이 용융단계, 실리콘카바이드 투입단계, 산화아연 투입단계, 압출단계를 포함하여 제조된다.
본 발명의 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩은 제1구간, 제2구간, 제3구간, 제4구간, 제5구간으로 구분된 압출기를 통해 제조되는 것으로 상기 제1구간, 제2구간, 제3구간, 제4구간, 제5구간은 압출기의 가열 온도에 다른 구분으로 장치적 구분되는 것은 아니다.
본 발명에 사용되는 압출기는 도 2에서와 같이 일반적으로 스크류를 통해 혼합 및 압출되는 장치로 본 발명에서는 트윈 스크류가 형성된 압출기를 사용하는 것이 바람직할 것이다.
상기 제1구간, 제2구간, 제3구간, 제4구간, 제5구간은 구간이 올라갈수록 온도가 가열온도가 상승되도록 형성되는 것으로 각 구간별로 가열온도가 조절되는 압출기를 사용하여야 할 것이다.
상기 용융단계는 제1구간, 제2구간에서 진행되는 단계로 상기 제1구간은 일반 폴리에스테르 칩을 투입하고 100~150℃로 가열하면서 8~15초의 통과시간으로 통과되고, 상기 제2구간은 150~200℃로 가열하면서 3~6초의 통과시간으로 통과하여 폴리에스테르를 용융시키는 단계이다.
일반적으로 폴리에스테르 수지는 융점이 약 250℃이상으로 용융단계에서의 100~150℃ 및 150~200℃의 가열에서는 용융되지 않으나 압출기 내부의 스크류 회전운동에 의해 폴리에스테르 칩이 압착되고 고압을 받아 온도가 상승되어 용융된다.
상기 일반 폴리에스테르 칩은 용융단계의 제1구간, 제2구간을 통과하면서 약 80%이상 용융되어 제3구간으로 진입하게된다.
상기 실리콘카바이드 투입단계는 제3구간에서 실시되는 단계로 실리콘카바이드(SiC)가 투입되고, 200~240℃로 가열하면서 2~4초의 통과시간으로 통과하는 단계이다.
상기 산화아연 투입단계는 제4구간에서 실시되는 단계로 산화아연(ZnO)이 투입되고, 240~270℃ 가열하면서 1~3초의 통과시간으로 통과하는 단계이다.
본 발명의 발명자는 기능성 물질의 투입시기는 물질의 비중에 따라 분산성 및 혼합성이 차이가 나는 것을 수많은 실험을 통해 발견한 것으로 상기 실리콘카바이드는 비중이 약 3.05~3.21 정도로 제3구간에 투입시에 혼합성 및 분산성이 우수하며, 산화아연은 비중이 약 5.55~5.66로 제4구간에 투입시에 혼합성 및 분산성이 우수하다.
상기 실리콘카바이드를 제3구간 전에 투입하게 되면 실리콘카바이드가 압출기 하단으로 침전되어 혼합성이 저하될 수 있으며, 제3구간을 지난 후에 투입하게되면 분산성이 저하되어 폴리에스테르 칩에 함유되는 함유량의 균일성이 저하될 수 있다.
상기 산화아연도 상기 실리콘카바이드와 같이 제4구간 전이나 후에 투입하게 되면 혼합성, 분산성이 저하되어 폴리에스테르 칩에 함유되는 함유량의 균일성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 각 구간별 통과시간은 폴리에스테르가 그 구간 내에 머무르는 시간으로 제1구간에서는 용융이 진행되는 상태로 통과하는데 긴시간 소요되나 점차 용융되고 구간별 가열온도가 상승하여 폴리에스테르 점도가 낮아짐에 따라 통과시간이 빨라진다.
상기 통과시간은 그 구간에서의 폴리에스테르 상태가 동일하도록 유지시키는 요소로 통과시간이 상기에서 개시된 범위를 벗어나면 냉감 물질 함유량의 균일성이 저하될 수 있을 것이다.
상기 구간별 통과시간은 압출기 스크류의 회전속도를 조절할 수 있을 것이다.
상기 압출단계는 제4구간에서 실시되는 단계로 270~290℃로 가열하면서 냉감 물질인 실리콘카바이드 및 산화아연이 함유된 폴리에스테르를 압출시키는 단계이다.
상기 압출단계는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르를 압출하여 스트랜드(strand)로 형성시키는 것으로 상기 스트랜드 형태로 압출된 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르는 절단단계를 통해 절단하여 펠럿(pellet) 형태의 칩으로 제조할 수 있을 것이다.
상기와 같이 제조되는 본 발명의 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩에는 냉감 물질인 실리콘카바이드 및 산화아연가 고함량 함유되는 것으로 냉감 물질이 30wt%이상 함유되는 것이 바람직하며 더욱 바람직하게는 냉감 물질이 50~80wt% 함유되는 것이다.
상기 냉감 물질인 실리콘카바이드 및 산화아연의 혼합비는 제조하려는 냉감 특성에 따라 조절될 수 있으나, 상기 실리콘카바이드 및 산화아연은 중량비 1.0 : 0.01~1.0의 혼합비로 함유되는 것이 바람직할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법은 냉감 물질인 실리콘카바이드 및 산화아연을 비중에 따라 투입되는 시기를 조절하여 냉감 물질의 함량이 균일하면서도 고함량의 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩을 제조할 수 있다.
본 발명의 고함량의 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩을 통해 냉감 기능성을 가지는 폴리에스테스 섬유를 제조할 수 있을 것이다.
상기 냉감 기능성을 가지는 폴리에스테스 섬유는 저점도인 제1 폴리에스테르 수지와 고점도인 제2 폴리에스테르 수지를 사용하여 형성할 수 있으며, 상기 제1 폴리에스테르 수지에 냉감 물질을 함유시켜 냉감효율을 높일 수 있을 것이다.
상기 제1 폴리에스테르 수지는 고유점도 0.45~0.50dl/g이고, 제2 폴리에스테르 수지는 고유점도 0.65~0.70dl/g로, 상기와 같이 고유점도 차이를 가지는 폴리에스테르 수지를 혼합하여 냉감 기능성을 가지는 폴리에스테스 섬유를 제조한다.
상기와 같은 제1 폴리에스테르 수지와 제2 폴리에스테르 수지를 방사공정으로 폴리에스테르 섬유화될 때, 고유점도가 낮은 제1 폴리에스테르 수지는 방사될 때 전단력에 의해 제2 폴리에스테르 수지에 밀려 섬유 표면부에 위치하게 되고 제2 폴리에스테르 수지는 섬유 중심부를 형성하게 된다.
본 발명의 냉감 기능성을 가지는 폴리에스테스 섬유는 상기와 같은 현상을 이용하는 것으로 제1 폴리에스테르 수지에 냉감 물질인 실리콘카바이드(SiC), 산화아연(ZnO)을 함유시켜 실리콘카바이드(SiC), 산화아연(ZnO)를 도 3,4와 같이 섬유 표면부에 위치되도록 형성할 수 있다.
상기 이산화티타늄(TiO2)은 제조되는 폴리에스테르 섬유의 광택을 조절하는 기능을 하는 무기물로 상기 제1 폴리에스테르 수지 또는 제2 폴리에스테르 수지에 형성될 수 있을 것이다.
상기와 같이 본 발명은 냉감 물질인 실리콘카바이드(100), 산화아연(200)이 함유된 폴리에스테르 칩을 사용하여 제1 폴리에스테르 수지를 형성하고, 제2 폴리에스테르 수지에 이산화티타늄(300)을 함유시켜 도 3에서와 같은 단면형태를 갖는 폴리에스테르 섬유를 제조할 수 있으며, 또는 제1 폴리에스테르 수지에 실리콘카바이드(100), 산화아연(200), 이산화티타늄(300)을 함유시켜 도 2에서와 같은 단면형태를 갖는 폴리에스테르 섬유를 제조할 수 있을 것이다.
상기 제1 폴리에스테르 수지와 제2 폴리에스테르 수지는 중량비 10:90 내지 50:50으로 혼합되는 것이 바람직한 것으로 제1 폴리에스테르 수지의 함량이 너무 낮거나 높을 경우 제1 폴리에스테르 수지가 섬유 표면부에 위치되지 않을 수 있다.
상기 제1 폴리에스테르 수지와 제2 폴리에스테르 수지의 고유점도 차이가 클수록 전단력에 의해 제1 폴리에스테르 수지가 섬유 표면부에 위치되는 확율이 높아지므로 제1 폴리에스테르 수지와 제2 폴리에스테르 수지의 고유점도 차이는 0.05dl/g 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 고유점도 차이가 0.1dl/g 이상이 것이다.
상기 제1 폴리에스테르 수지에 함유되는 실리콘카바이드, 산화아연은 함량이 높을 경우 방사공정 중에 사절 등의 현상으로 공정성이 떨어질 수 있으므로 실리콘카바이드, 산화아연은 함량은 매우 중요한 인자로 본 발명에서 실리콘카바이드, 산화아연은 폴리에스테르 섬유 중량의 0.5~2.0wt%, 0.01~0.5wt%가 함유되는 것이 바람직할 것이다.
따라서, 실리콘카바이드, 산화아연이 함유된 폴리에스테르 칩의 냉감 물질 함량을 고려하여 일반 폴리에스테르 칩과의 혼합비 조절한 후 제1 폴리에스테르 수지를 형성하여야 할 것이다.
상기 이산화티타늄은 제조되는 폴리에스테르 섬유의 광택에 따라 함유량을 결정할 수 있는 것으로 폴리에스테르 섬유 중량의 0.01~1.5wt%가 함유되는 것이 바람직할 것이다.
상기 이산화티타늄은 제1 폴리에스테르 수지에 함유되어 도 2의 섬유단면을 갖는 폴리에스테르 섬유를 형성할 수 있으나, 제1 폴리에스테르 수지에 실리콘카바이드, 산화아연이 함유되므로 방사공정성을 높이기 위해 제2 폴리에스테르 수지에 함유되어 도 1의 섬유단면을 갖는 폴리에스테르 섬유로 형성하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 냉감 기능성을 가지는 폴리에스테스 섬유는 섬유 표면부에 형성된 실리콘카바이드, 산화아연의 높은 열전도성으로 섬유의 열을 빠르게 외부로 전달시켜 냉감효율을 높이고 산화아연, 이산화티타늄은 태양열을 차단하는 기능을 통해 냉감효과을 상승시키는 작용을 한다.
이하 본 발명에 따른 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩을 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.
◈ 냉감 물질 투입구간에 따른 함량 균일성 평가실험
1. 실리콘카바이드 함량 균일성 평가실험
- 융점이 약 260℃의 폴리에스테르 칩 및 트윈 스크류가 형성된 압출기를 사용하여 폴리에스테르 칩을 제조하였다.
- 압출기의 각 구간별 온도 및 통과시간은 같은 표 1과 같다. 구간별 온도는 압출이 진행되면서 점차 승온되도록 형성하여 폴리에스테르 칩을 제조하였다.
- 구간별로 실리콘카바이드를 투입하였고, 실리콘카바이드의 함량을 30~85wt%까지 조절하여 실리콘카바이드 함량이 다른 폴리에스테르 칩을 제조하였으며, 구간별, 함량별로 실리콘카바이드의 함량오차범위를 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.
* 함량오차범위(%)는 제조된 폴리에스테르 칩 5g을 500~600℃로 30~60분간 가열하여 폴리에스테르 수지를 제거한 후 잔존되는 Ash의 무게를 측정하여 하기의 식으로 계산하였으며, 오차범위는 동일 실험을 30회를 반복하여 오차범위를 측정하였다.
* 함량오차범위 계산식: [(투입된 냉감 물질 중량-Ash 중량)/투입된 냉감 물질 중량]*100
구분 온도(℃) 통과시간(s)
제1구간 100~150 11
제2구간 150~200 4
제3구간 200~240 3
제4구간 240~270 2
제5구간 270~290 -
구분 30wt% 40wt% 50wt% 55wt% 60wt% 65wt% 70wt% 75wt% 80wt% 85wt%
제1
구간		 ±10.1 ±10.9 ±12.1 ±13.5 ±14.9 ±16.2 ±17.4 ±18.3 ±20.8 ±23.7
제2
구간		 ±6.7 ±7.0 ±8.2 ±9.3 ±10.2 ±11.9 ±12.9 ±14.2 ±15.5 ±17.9
제3
구간		 ±0.5 ±0.7 ±0.9 ±1.5 ±2.0 ±2.7 ±3.8 ±4.6 ±5.1 ±5.8
제4
구간		 ±4.7 ±5.0 ±6.1 ±7.7 ±8.9 ±10.5 ±12.0 ±13.7 ±15.2 ±17.4
표 2에서와 같이 실리콘카바이드는 제3구간에서 투입될 경우 함량오차범위가 가장 작게 측정된 것으로 제3구간에서 투입된 폴리에스테르 칩에 함량 균일성이 가장 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 제3구간에서 실리콘카바이드를 투입시에 함량이 50wt% 이상인 경우에도 함량오차범위가 크게 증가하지 않을 것을 알 수 있다.
2. 산화아연 함량 균일성 평가실험
상기 1. 실리콘카바이드 함량 균일성 평가실험과 동일하게 실시하였으며 그 결과를 표 3에 나타내었다.
구분 30wt% 40wt% 50wt% 55wt% 60wt% 65wt% 70wt% 75wt% 80wt% 85wt%
제1
구간		 ±11.8 ±12.2 ±12.8 ±13.9 ±15.0 ±16.7 ±17.5 ±19.8 ±21.4 ±24.0
제2
구간		 ±8.5 ±9.1 ±9.9 ±11.6 ±12.9 ±14.0 ±15.7 ±17.3 ±18.8 ±22.6
제3
구간		 ±5.7 ±6.1 ±6.8 ±7.9 ±9.3 ±10.7 ±11.9 ±13.0 ±14.8 ±18.7
제4
구간		 ±0.3 ±0.6 ±0.7 ±1.2 ±1.9 ±2.5 ±3.7 ±4.8 ±5.2 ±5.9
표 3에서와 같이 산화아연은 제4구간에서 투입될 경우 함량오차범위가 가장 작게 측정된 것으로 제4구간에서 투입된 폴리에스테르 칩에 함량 균일성이 가장 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 제4구간에서 산화아연을 투입시에 함량이 50wt% 이상인 경우에도 함량오차범위가 크게 증가하지 않을 것을 알 수 있다.
◈ 실시예 및 비교예의 함량 균일성 평가실험
1. 실시예: 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조
상기 ◈ 냉감 물질 투입구간에 따른 함량 균일성 평가실험과 동일한 방법으로 폴리에스테르 칩을 제조하였으며, 실리콘카바이드는 제3구간에서 투입하고, 산화아연은 제4구간에 투입하여 본 발명의 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩을 제조하였다.
상기 냉감 물질인 실리콘카바이드 및 산화아연은 중량비 1:0.05의 혼합비로 폴리에스테르 칩에 함유시켰으며, 냉감 물질의 함량을 30~85wt%까지 조절하여 냉감 물질 함량이 다른 폴리에스테르 칩을 제조하였다.
2. 비교예: 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조
실시예와 동일하게 제조하였으나, 실리콘카바이드 및 산화아연는 제1구간에 일반 폴리에스테르 칩과 같이 투입하여 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩을 제조하였다.
3. 상기 ◈ 냉감 물질 투입구간에 따른 함량 균일성 평가실험에서와 같이 실시예, 비교예의 함량별로 냉감 물질의 함량오차범위를 측정하여 그 결과를 표 4에 나타내었다.
구분 30wt% 40wt% 50wt% 55wt% 60wt% 65wt% 70wt% 75wt% 80wt% 85wt%
실시예 ±0.4 ±0.6 ±0.7 ±1.4 ±2.0 ±2.5 ±3.6 ±4.8 ±5.1 ±6.0
비교예 ±8.9 ±9.2 ±9.5 ±10.6 ±11.9 ±13.2 ±14.3 ±15.7 ±16.9 ±18.7
표 4에서와 같이 본 발명의 폴리에스테르 칩은 비교예의 폴리에스테르 칩과 비교하여 냉감 물질의 함량오차범위가 매우 작은 것으로 본 발명의 폴리에스테르 칩에는 냉감 물질의 함량 균일성이 매우 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 함량이 50wt% 이상인 경우에도 함량오차범위가 크게 증가하지 않은 것으로 본 발명의 폴리에스테르 칩 제조방법은 고함량의 폴리에스테르 칩의 제조에 적합한 방법임을 알 수 있다.
100 : 실리콘카바이드 200 : 산화아연
300 : 이산화티타늄

Claims (7)

  1. 제1구간, 제2구간, 제3구간, 제4구간, 제5구간으로 구분된 압출기를 통해 제조되는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법에 있어서,
    상기 제1구간은 일반 폴리에스테르 칩을 투입하고 100~150℃로 가열하면서 8~15초의 통과시간으로 통과되고, 상기 제2구간은 150~200℃로 가열하면서 3~6초의 통과시간으로 통과하여 폴리에스테르를 용융시키는 용융단계;
    상기 제3구간은 실리콘카바이드(SiC)가 투입되고, 200~240℃로 가열하면서 2~4초의 통과시간으로 통과하는 실리콘카바이드 투입단계;
    상기 제4구간에서 산화아연(ZnO)이 투입되고, 240~270℃ 가열하면서 1~3초의 통과시간으로 통과하는 산화아연 투입단계; 및
    상기 제5구간에서 270~290℃로 가열하면서 냉감 물질인 실리콘카바이드 및 산화아연이 함유된 폴리에스테르를 압출시키는 압출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉감 물질은 30wt%이상 함유되는 것을 특징으로 하는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉감 물질은 50~80wt% 함유되는 것을 특징으로 하는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법.
  4. 제1항에 있어서
    상기 실리콘카바이드 및 산화아연은 중량비 1.0 : 0.01~1.0의 혼합비로 함유되는 것을 특징으로 하는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩 제조방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩.
  6. 제5항의 냉감 물질이 함유된 폴리에스테르 칩을 사용하여 형성되는 냉감 기능성을 가지는 폴리에스테스 섬유.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 폴리에스테스 섬유는,
    고유점도 0.45~0.50dl/g인 제1 폴리에스테르 수지와 고유점도 0.65~0.70dl/g인 제2 폴리에스테르 수지가 혼합되어 폴리에스테르 섬유로 형성되되,
    상기 제1 폴리에스테르 수지에는 실리콘카바이드(SiC), 산화아연(ZnO)이 함유되고, 상기 제1 폴리에스테르 수지 또는 제2 폴리에스테르 수지에는 이산화티타늄(TiO2)이 함유되는 것을 특징으로 하는 냉감 기능성을 가지는 폴리에스테스 섬유.
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